Articulo de referencia

Operón Nik

El operón nik es necesario para la captación de iones de níquel por la célula. Está presente en muchas bacterias, pero se ha estudiado exhaustivamente en Helicobacter pylori . E...

El operón nik es necesario para la captación de iones de níquel por la célula. Está presente en muchas bacterias, pero se ha estudiado exhaustivamente en Helicobacter pylori . El níquel es un nutriente esencial para muchos microorganismos, donde participa en diversos procesos celulares. Sin embargo, niveles excesivos de iones de níquel en la célula pueden ser letales. La concentración de iones de níquel en la célula está regulada por el operón nik .

Estructura del operón nik

El operón nik consta de seis genes. Los primeros cinco genes, nikABCDE, codifican componentes de un sistema de transporte ABC típico , y el último gen, nikR, codifica una proteína de unión al ADN que reprime la transcripción de nikABCDE cuando hay suficiente Ni²⁺ presente . El gen nikR se encuentra 5 pb corriente abajo del extremo de nikE y se transcribe en la misma dirección que nikABCDE . La siguiente tabla resume la estructura del operón nik :

Regulación

Reglamento nikR

La regulación de la expresión del gen nikR se logra mediante dos promotores . El primero es a través del regulón FNR . La regulación de nikABCDE–nikR controlada por FNR ocurre en una caja FNR ubicada corriente arriba de nikA en un sitio de unión putativo de NikR. [ 1 ] El segundo elemento promotor que regula la expresión de nikR se encuentra 51 pb corriente arriba del sitio de inicio de la transcripción de nikR y da como resultado una expresión constitutiva de bajo nivel. También hay evidencia de que la expresión de nikR está parcialmente autorregulada. [ 2 ]

Regulación de la captación de Ni 2+

El Ni²⁺ es absorbido por las células procariotas mediante uno de dos tipos de sistemas de transporte de alta afinidad. [ 3 ] El primer método involucra transportadores de tipo ABC (discutidos en este artículo) y el segundo mecanismo utiliza permeasas de metales de transición (como HoxN de Ralstonia eutropha ). El sistema de transporte de tipo ABC consta de cinco proteínas, NikA-E, que llevan a cabo el transporte de Ni²⁺ dependiente de ATP . [ 1 ] NikA es una proteína soluble, periplásmica, que se une al Ni; NikB y NikC forman un poro transmembrana para el paso del Ni; y NikD y NikE hidrolizan ATP y acoplan esta energía al transporte de Ni²⁺ . Cuando el Ni²⁺ está disponible en exceso, la proteína NikR reprime la transcripción de nikABCDE . [ 2 ]

Regulación de la captación de iones de níquel por componentes del operón nik

Represión por unión de NikR

Utilizando búsquedas en bases de datos de secuencias basadas en perfiles, se demostró que NikR es un miembro de la familia de factores de transcripción de hélice-cinta-hélice (RHH). [ 4 ] Se ha demostrado que el dominio N-terminal de NikR es responsable de la unión al ADN y que solo se une en presencia de Ni 2+ . NikR tiene dos sitios para la unión a iones Ni 2+ . La unión de Ni 2+ en concentraciones que permiten la ocupación completa solo de los sitios de alta afinidad es suficiente para la unión al operador, pero la afinidad por el operador aumenta 1000 veces y las huellas del operador son mayores cuando ambos sitios de unión al níquel están ocupados. [ 5 ] Estos resultados, combinados con estimaciones de las concentraciones intracelulares de Ni 2+ y NikR, llevan a la conclusión de que NikR es capaz de detectar Ni 2+ y regular la expresión del operón nik en un rango de concentraciones intracelulares de Ni 2+ desde tan bajas como una hasta tan altas como 10 000 moléculas por célula.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Navarro, Clarisse; Wu, Long-Fei; Mandrand-Berthelot, Marie-Andrée (1 de septiembre de 1993). "El operón nik de Escherichia coli codifica un sistema de transporte periplásmico dependiente de proteína de unión para níquel". Molecular Microbiology . 9 (6): 1181– 1191. doi : 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01247.x . PMID 7934931 . 
  2. 1 2 De Pina, K; Desjardin, V; Mandrand-Berthelot, MA; Giordano, G; Wu, LF (enero de 1999). " Aislamiento y caracterización del gen nikR que codifica un regulador sensible al níquel en Escherichia coli" . Journal of Bacteriology . 181 (2): 670– 4. doi : 10.1128/JB.181.2.670-674.1999 . PMC 93426. PMID 9882686 .  
  3. Eitinger, T; Mandrand-Berthelot, MA (enero de 2000). "Sistemas de transporte de níquel en microorganismos". Archives of Microbiology . 173 (1): 1– 9. Bibcode : 2000ArMic.173....1E . doi : 10.1007/s002030050001 . PMID 10648098 . 
  4. Chivers, PT; Sauer, RT (30 de junio de 2000). "Regulación de la captación de níquel de alta afinidad en bacterias. Interacción dependiente de Ni 2+ de NikR con sitios operadores de tipo silvestre y mutantes" . The Journal of Biological Chemistry . 275 (26): 19735–41 . doi : 10.1074/jbc.m002232200 . PMID 10787413 . 
  5. Chivers, Peter T.; Sauer, Robert T. (1 de octubre de 2002). "Represor NikR" . Química y Biología . 9 (10): 1141– 1148. doi : 10.1016/s1074-5521(02)00241-7 . PMID 12401498 .